含孔隙复合材料的力学性能分析

为研究孔隙率对复合材料力学性能的影响,基于细观力学方法,建立包含纤维、基体和孔隙三相的代表性体积单元（Representative Volume Element,RVE）.通过数值模拟得到不同孔隙率下复合材料的基本力学参数,并通过实验对比验证参数的有效性.将这些参数运用在复合材料层板的低速冲击模拟和压缩模拟中,研究孔隙率对复合材料层合板抗冲击性能和压缩强度的影响.     

EPS填充混凝土随机细观模型损伤的数值模拟

为研究EPS填充混凝土的损伤破坏机理,基于混凝土塑性损伤本构模型和泡沫塑性本构模型,用Abaqus对EPS填充混凝土随机细观模型进行准静态压缩试验的数值模拟.结果表明：受压损伤沿着45°方向发展,受拉损伤沿着竖直方向发展.在同一应变下,同一EPS体积含量模型的受拉损伤比受压损伤更明显.EPS颗粒的存在能够增强EPS泡沫填充混凝土的韧性.     

基于内聚力模型的界面破坏分析

界面破坏是材料与结构失效的常见形式,准确分析模拟界面损伤演化和最终破坏对评估材料乃至结构性能至关重要.在简要介绍内聚力模型的基础上,用Abaqus中的内聚力单元分别对均质材料和非均质材料界面破坏过程进行模拟,数值结果与理论结果吻合良好,表明内聚力单元适用于材料界面破坏分析.     

基于内聚力模型的硅电极植入软组织数值仿真北大核心CSCD

研究神经电极对软组织的植入损伤问题,关系到神经电极的长期寿命。基于内聚力单元,建立了神经电极植入软组织过程数值仿真模型;通过单轴拉伸试验并对软组织Ⅰ型裂纹体进行柔度测定,获得了组织基体超弹性力学本构和能量释放率。结果表明:植入损伤随能量释放率增加而显著增加;随着电极楔形角增加,植入损伤先增大后降低;外凸流线型电极相比于直线型与内凹型更有利于减少组织植入损伤。仿真结果可为新型神经电极植入参数设计提供参考,从而减少组织植入损伤,提高电极工作寿命。     

基于GA的颗粒复合材料细观胞元重构研究

对利用实验方法和数值方法得到的颗粒复合材料细观胞元模型进行力学分析时,由于计算量非常大,很难考虑其细观结构的全部信息。为了得到适用于仿真计算的细观结构模型,在随机颗粒堆积算法建立细观胞元模型的基础上,通过设计遗传算法(GA)重构出了具有各态历经性、统计均匀性和各向同性的最小胞元模型。通过体积分数为40%的二相随机颗粒复合材料的重构算例,验证了算法的有效性。结果表明,重构后的新胞元不仅在结构尺寸上大大减小,而且具有比原始胞元更好的统计特性,为进一步研究颗粒复合材料的宏观性能提供了条件。     

针织物悬垂屈曲的数值模拟

开发虚拟服装试衣系统需模拟织物的悬垂和屈曲,而采用正交异性力学模型不适合织物。为此,笔者基于针织物的细观力学模型,用有限元方法模拟方形针织物片铺在圆桌面上的悬垂和屈曲,该细观模型描述了织物由于其细观针织结构而特有的力学性质。织物片用8结点壳单元离散,这种壳单元被特别设计,能描述织物片在悬垂中发生的大转动。对织物片的屈曲模态进行了分析,对其后屈曲变形进行了计算,最后进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验。模拟的结果和实验的观测结果很一致。研究成果为虚拟服装试衣系统的开发奠定了基础。     

纤维缠绕复合材料气瓶的发展过程及其损伤检测方法

本文重点介绍纤维缠绕复合材料气瓶的发展过程,并在此基础上简单介绍声发射用于其损伤检验的先进性。     

纤维缠绕复合材料气瓶的发展过程及其损伤检测方法

本文重点介绍纤维缠绕复合材料气瓶的发展过程,并在此基础上简单介绍声发射用于其损伤检验的先进性。     

基于扩展力学模型的网络拓扑图布局算法*

针对现有网络拓扑图布局算法多以节点分布均匀为目标,没有考虑边的布局,可能会导致生成的拓扑图中边布局不清晰,提出一种基于扩展力学模型的网络拓扑图布局算法。该算法通过引入点边斥力保证边布局清晰,通过节点坐标的分层分配可以方便地满足某些网络的拓扑图层次布局需求。仿真结果表明,扩展力学模型生成的拓扑图节点分布均匀,节点和边之间距离合理,布局效果得到提高。     

基于复合模型的软组织变形模拟算法

为满足虚拟手术中软组织变形的精确性和实时性要求,提出一种基于复合模型的软组织变形模拟算法.该复合变形模型包括复合网格的建立,复合网格中粗糙体网格应用有限元模型,精细表面网格应用基于位置动力学模型,通过变形计算流程实现变形模拟.复合模型与传统的有限元模型和基于位置的动力学模型相比,变形的精确性和实时性取得了更好的平衡.通...     

一种基于近场动力学的纤维复合材料仿真加速方法研究

近场动力学是一种使用积分方程来描述材料受力情况的方法,在解决不连续问题上有很好的应用前景。在近场动力学仿真过程中,纤维复合材料的计算需要消耗大量的计算机资源。而庞大的计算量是计算效率低的一个重要影响因素,因此提出一种结合经典弹性力学解析法的加速方法,能有效提升计算效率。引入一种通过误差计算数值迭代收敛速度的评价方法,并完成了纤维复合材料仿真程序开发、迭代误差算法设计和可视化程序开发。经过验证,该程序能有效模拟单层纤维复合材料的位移情况,在迭代误差收敛达到1×10^-8mm时迭代收敛速度提升1倍。     

单向纤维复合材料的低频阻尼性能

为了进一步探索纤维增强复合材料的阻尼性能,本文通过拉挤工艺制作了聚乙烯基纤维增强复合材料和环氧基纤维增强复合材料,通过动态力学分析仪研究了纤维增强复合的频率和温度阻尼性能。结果表明:增强纤维的直径对阻尼性能很重要。2种纤维复合材料阻尼损耗因子随着温度的升高而下降(-20℃~60℃);随着频率的增加而增加(0.1 Hz~2 Hz)。碳纤维复合材料的阻尼性能优于玻璃纤维复合材料;聚乙烯基复合材料的阻尼性能优于环氧基复合材料的阻尼性能。     

基于有限元素法的颅脑碰撞损伤模拟方法

1 Introduction With the development and advancement of society and computer technology, finite- element method (FEM) has becomes more and more popular in solving problems in projects. In the field of biomechanics, FEM is also an important method, which is effective, accurate, low- lost and applied. We can use FEM to build up the model of complicated geometrical object, to calculate the whole and partial stress and displacement and also the regular- ities of distributions, to compare the re…     

基于Yamada 模型的压电复合材料吸声性能的研究

提出了一种运用Yamada微观模型来分析压电复合材料吸声性能的方法.首先,建立了0-3型压电陶瓷/橡胶复合材料的被动吸声模型;然后,运用Yamada微观模型获得0-3型压电陶瓷/橡胶复合材料的等效参数,并将此等效参数嵌入到吸声模型;最后,对不同参数下的压电复合材料的吸声系数进行了理论计算和对比分析.结论表明:压电复合材料被动吸声时,聚合物对声能量的衰减起主要作用。     

复合材料磁悬浮列车车体结构数值模拟(Ⅰ)——适应车体设计的参数化有限元模型

为适应高性能复合材料磁悬浮列车车体结构设计和轻量化要求,对由高性能碳纤维材料、铝合金和高性能玻璃材料组合而成的复合材料磁悬浮列车进行参数化设计,使用Siemens NX建立参数化磁悬浮列车几何模型和有限元模型,实现车体结构和连接结构的精确数值模拟,为基于数值模拟技术的磁悬浮列车车体设计打好基础。     

基于QVT的模型转换方法研究

针对不同模式之间规则不能重用甚至无法描述嵌套模式的问题．提出一种基于扩展MOF元模型与扩展QVT语言相结合的模型转换方法。该方法通过扩展MOF元模型解决模型之间规则不能重用问题．通过扩展QVTRelations可以增强规则语言的有效性,为模型建立和模型转换提供一种更有效的途径。在一个股票交易系统的转换应用实例中验证该方法的正确性。     

基于分段曲线拟合的HTPB固体推进剂损伤数值模拟

通过对HTPB固体推进剂单轴试验所得的结果进行分段曲线拟合,并对损伤变量进行分段定义,将其引入到HTPB固体推进剂材料的刚度矩阵中,采用Abaqus/Standard中的用户子程序UMAT接口进行编程计算,对材料的损伤特性进行有限元模拟.模拟结果接近于实际结果,可以应用于固体发动机的工程设计中.     

基于空间组合式单元模型的表面求交算法

在空间埋置组合式单元模型中，钢筋单元可埋置于混凝土单元任何位置，混凝土单 元网格剖分不受钢筋位置的限制，方便实用，但需确定钢筋单元两端在混凝土单元表面的位置坐 标。因此，求解钢筋线与混凝土单元表面的交点坐标是应用该单元模型的前提，现有的求解方法 只适用于混凝土单元表面是平面的情况。为此，提出了牛顿迭代法和分块解析法两种处理方法， 能求解钢筋线与混凝土单元表面为任何形状时的交点坐标，增强了该模型的适用性。通过算例验 证了这两种方法的正确性。从适用性而言，分块解析法要优于牛顿迭代法。